Spiegazione: Eyes on the Sun, come ISRO si sta preparando per il suo prossimo gigantesco salto nello spazio

Spiegazione: L'ISRO si prepara a inviare la sua prima spedizione scientifica per studiare il Sole. Denominata Aditya-L1, la missione, che dovrebbe essere lanciata all'inizio del prossimo anno, osserverà il Sole da una distanza ravvicinata.

Un'illustrazione della sonda solare Parker che si avvicina al sole. (Fonte: NASA/Johns Hopkins APL)

All'inizio di questo mese, 47 nuovi articoli sono stati pubblicati in un supplemento speciale di The Astrophysical Journal, analizzando i dati dei primi tre passaggi ravvicinati del Sonda solare Parker , la storica missione della NASA verso il Sole. La sonda, lanciata il 12 agosto 2018, ha completato il suo quarto avvicinamento ravvicinato, chiamato perielio, il 29 gennaio, sfrecciando a una velocità di circa 3,93 lakh km/h, a una distanza di soli 18,6 milioni di km dalla superficie del Sole.

Allora perché tutto questo è eccitante per l'India?

Accanto a un'altra missione sulla Luna, in programma per il prossimo anno, e al primo volo spaziale umano previsto per il 2022, anche l'Indian Space Research Organisation (ISRO) si prepara a inviare la sua prima spedizione scientifica per studiare il Sole. Denominata Aditya-L1, la missione, che dovrebbe essere lanciata all'inizio del prossimo anno, osserverà il Sole da una distanza ravvicinata e cercherà di ottenere informazioni sulla sua atmosfera e sul campo magnetico.

L'ISRO classifica Aditya L1 come un satellite di classe da 400 kg, che verrà lanciato utilizzando il Polar Satellite Launch Vehicle (PSLV) in configurazione XL. L'osservatorio spaziale avrà a bordo sette carichi utili (strumenti) per studiare la corona solare, le emissioni solari, i venti e i brillamenti solari e le espulsioni di massa coronale (CME) e effettuerà l'imaging del Sole 24 ore su 24.

La missione sarà intrapresa in collaborazione tra vari laboratori dell'ISRO, insieme a istituzioni come l'Indian Institute of Astrophysics (IIA), Bengaluru, l'Inter University Center for Astronomy and Astrophysics (IUCAA), Pune e l'Indian Institute of Science, Education and Research (IISER), Calcutta. Aditya L1 sarà la seconda missione astronomica spaziale di ISRO dopo AstroSat, che è stata lanciata nel settembre 2015.

Ciò che rende impegnativa una missione solare è la distanza del Sole dalla Terra (circa 149 milioni di km in media, rispetto ai soli 3,84 lakh km dalla Luna) e, soprattutto, le temperature e le radiazioni super calde nell'atmosfera solare.

Tutte le istituzioni partecipanti sono attualmente nelle fasi finali dello sviluppo dei rispettivi payload. Alcuni payload sono stati costruiti e sono in fase di test con ogni componente in fase di verifica e calibrazione. Alcuni payload sono in fase di integrazione dei singoli componenti.

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Ma perché è importante studiare il Sole?

Ogni pianeta, inclusa la Terra e gli esopianeti oltre il Sistema Solare, si evolve e questa evoluzione è governata dalla sua stella madre. Il tempo e l'ambiente solare, che è determinato dai processi che avvengono all'interno e intorno al sole, influenzano il tempo dell'intero sistema. Le variazioni di questo tempo possono modificare le orbite dei satelliti o accorciare la loro vita, interferire o danneggiare l'elettronica di bordo e causare interruzioni di corrente e altri disturbi sulla Terra. La conoscenza degli eventi solari è la chiave per comprendere la meteorologia spaziale.

Per conoscere e tracciare le tempeste dirette dalla Terra e per prevederne l'impatto, sono necessarie osservazioni solari continue. Ogni tempesta che emerge dal Sole e si dirige verso la Terra passa attraverso L1, e un satellite posizionato nell'orbita dell'alone attorno a L1 del sistema Sole-Terra ha il grande vantaggio di vedere continuamente il Sole senza occultazioni/eclissi, dice ISRO sul suo sito web.

L1 si riferisce al punto 1 di Lagrange/Lagrange, uno dei cinque punti nel piano orbitale del sistema Terra-Sole. I punti di Lagrange, dal nome del matematico italo-francese Josephy-Louis Lagrange, sono posizioni nello spazio in cui le forze gravitazionali di un sistema a due corpi (come il Sole e la Terra) producono regioni potenziate di attrazione e repulsione. Questi possono essere utilizzati dai veicoli spaziali per ridurre il consumo di carburante necessario per rimanere in posizione. Il punto L1 ospita il Solar and Heliospheric Observatory Satellite (SOHO), un progetto di collaborazione internazionale della NASA e dell'Agenzia spaziale europea (ESA).

Il razzo United Launch Alliance Delta IV Heavy con a bordo la sonda solare Parker è visibile in questa immagine del 10 agosto 2018. (Fonte: NASA/Bill Ingalls).

Il punto L1 si trova a circa 1,5 milioni di km dalla Terra, ovvero a circa un centesimo della distanza dal Sole. Aditya L1 effettuerà osservazioni continue guardando direttamente il Sole. La sonda solare Parker della NASA è già andato molto più vicino - ma guarderà lontano dal Sole. La precedente sonda solare Helios 2, una joint venture tra la NASA e l'agenzia spaziale dell'ex Germania occidentale, è arrivata a 43 milioni di km dalla superficie del Sole nel 1976.

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Che tipo di calore dovrà affrontare Aditya L1?

Il flyby della Parker Solar Probe del 29 gennaio è stato il più vicino al Sole che la navicella spaziale abbia mai raggiunto nel suo viaggio pianificato di sette anni finora. Le stime dei modelli al computer mostrano che la temperatura sul lato rivolto verso il sole dello scudo termico della sonda, il sistema di protezione termica, ha raggiunto i 612 gradi Celsius, anche se il veicolo spaziale e gli strumenti dietro lo scudo sono rimasti a circa 30°C, ha affermato la NASA. Durante i tre perieli più vicini della navicella nel 2024-25, il TPS vedrà temperature intorno ai 1370°C.

Aditya L1 rimarrà molto più lontano e il caldo non dovrebbe essere una grande preoccupazione per gli strumenti di bordo. Ma ci sono altre sfide.

Molti degli strumenti e dei loro componenti per questa missione vengono prodotti per la prima volta nel paese, rappresentando tanto una sfida quanto un'opportunità per le comunità scientifiche, ingegneristiche e spaziali dell'India. Uno di questi componenti sono gli specchi lucidati a specchio che verrebbero montati sul telescopio spaziale.

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A causa dei rischi coinvolti, i carichi utili nelle precedenti missioni ISRO sono rimasti in gran parte fermi nello spazio; tuttavia, Aditya L1 avrà alcuni componenti mobili, hanno detto gli scienziati. Ad esempio, il design del veicolo spaziale consente più operazioni della finestra anteriore del telescopio, il che significa che la finestra può essere aperta o chiusa secondo necessità.

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